KR100709308B1 - 자연현상을 반영한 천체시계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양의 고도 및 방위, 계절, 일출몰 시각, 별의 출몰 시각, 계절별 별자리, 낮의 별자리 등을 즉시 그리고 용이하게 파악할 수 있는 천체시계에 관한 것으로서, 24시간에 360.99°회전하며, 적도좌표에 의한 천구북극 또는 천구남극이 중심에 위치하고 별자리가 표시되어 있는 별판과; 지구 특정 위도의 지평면과 천구가 교차하여 이루어지는 가상의 선으로서 상기 별판에 표시된 지평선과; 중심에 대하여 동일한 각도로 소정의 분할 눈금이 표시되어 있는 시계판과; 상기 별판의 중심을 축으로 하여 상기 별판의 회전방향과 동일한 방향으로 24시간에 360°회전하는 시각(時刻)지시부;를 포함하는 천체시계에 관한 것이다.

본 발명에 의한 천체시계에 의해 사용자는 매우 편리하고 용이하게 지구, 해, 달, 별 등의 상호관계 즉, 천문현상을 인식할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의한 천체시계에 의해 사용자는 시각, 계절별 별자리, 별의 출몰상황, 주간에 보이지 않는 별자리, 태양과 달의 위치, 태양의 일출몰 시간 및 계절상황 등을 간편하게 즉시 파악할 수 있게 된다.

천체, 시계, 적도좌표, 별자리, 지평선, 일출몰, 태양, 계절

Description

자연현상을 반영한 천체시계{A New Timepiece having the Celestial Map}

도 1은 위도 α인 지상의 지평면과 적도면을 공유하는 천구면을 보여주는 가상도.

도 2는 적도면을 수평으로 바라볼 때, 천구면에 나타나는 지평선을 보여주는 가상도.

도 3은 천구의 중심에서 천구북극을 바라볼 때, 천구면에 나타나는 지평선을 2차원상의 지평선(의 전부 또는 일부)으로 표시한 별판(별의 도시는 생략됨).

도 4는 본 발명에 의한 천체시계의 일 실시예의 일부를 보여주는 도면.

도 5는 본 발명에 의한 천체시계를 세팅하는 과정의 예를 보여주는 흐름도.

도 6은 지리정보시스템과 연계되어 본 발명에 의한 천체시계가 자동으로 세팅되는 과정의 예를 보여주는 흐름도.

도 7은 본 발명에 의한 천체시계에서 별 또는 별자리 정보를 표시하는 과정의 예를 보여주는 흐름도.

도 8은 본 발명에 의한 천체시계의 다른 실시예를 보여주는 도면.

******** 도면 부호의 설명 ********

10. 별판 11. 천구북(남)극 12. 천구면

13. 천구 중심 20. 지평선 21. 지평면

30. 시계판 31. 시눈금 40. 시각지시부

41. 분(分)지시부 42. 태양지시부 43. 달지시부

본 발명은 태양의 고도 및 방위, 계절, 일출몰 시각, 별의 출몰 시각, 계절별 별자리, 낮의 별자리 등을 즉시 그리고 용이하게 파악할 수 있는 천체시계에 관한 것이다.

시대와 지역에 따라서 시간단위는 다양한 종류가 사용되어 왔다. 예를들면, 동양의 경우 현재와 같은 1일 24분할체제가 도입된 것은 100년 정도에 지나지 않으며, 그 이전에는 1일 12분할체제 즉, 12갑자 체제를 이용하였었다. 경우에 따라서는 1일을 100으로 분할한 사례도 있으며, 최근 국제적인 통신망인 인터넷이 세계적으로 활성화됨에 따라 1일을 1000으로 분할한 인테넷시(時)가 제안되기도 하였다. 그러나 현재로서는 1일 24분할 즉, 24시간체제가 확정적으로 정착되어 있는 상태이며, 시간을 나타내는 시계는 대부분 12시간분할 1일 2회전하는 체제이다.

현재 일반적으로 사용되고 있는 날짜 체계는 지구를 중심으로 태양의 운동상황을 그대로 반영한 태양력이다. 즉, 태양이 지구상의 특정 지역에 정남중한 때부터 다 음 번 정남중 할 때까지를 1일로, 1일을 24시간으로, 1시간을 60으로 분할하여 분을 나타내며, 태양이 황도상의 특정 지점을 출발하여 다음 번 그 지점으로 돌아올 때까지를 1년으로 계산하는 것이다. 따라서 현재 전세계적으로 대다수의 달력은 태양력이며, 시계는 태양시 체계이다. 태양과 지구의 관계에 의해 계절이 정해지고, 밤낮이 결정된다는 측면에서 태양시 체계는 일상생활 주기와 일치하는 점이 많다. 그러나 현재 대부분의 시계는 12시간에 1회전하는 12-시간 체계로서, 단순히 현재시각을 알려줄 뿐 현재 태양의 위치, 고도, 밤과 낮, 별의 출몰과 그 위치, 계절에 따른 태양, 별, 달의 변화상 등과 같은 현실적인 자연현상을 그대로 표현하지 못하여, 인간과 자연의 고리를 차단하는 역기능을 하는 측면도 있다.

이러한 역기능을 해소하기 위하여 국내외에 다양한 종류의 자연반영 시계가 공개되어 있다. 예를들면, 대한민국특허출원 제10-1999-22610호("음력날짜 표시시계")에는 시침과 회전속도가 다른 달(月)침을 적용하여 음력날짜를 판독할 수 있는 시계가 개시되어 있으나, 장치가 복잡하고 인위적인 요소가 많아 친근성이 떨어지는 단점이 있다. 대한민국특허출원 제10-1999-22609호("일출-일몰시각과 태양의 위치를 나타내는 시계")는 시계에 조정가능한 일출몰표시각표시부를 부가하여 일출몰시간을 파악할 수 있도록 하였으나, 계속 변화하는 일출몰시간을 반영하기 어려운 점이 있다. 또한 대한민국특허출원 제10-1999-18052호("계절파악이 가능한 해시계")에는 계절 또는 월(月)이 표시된 계절판과 별자리가 표시된 별판을 24시간체제의 시계에 추가하여 계절의 변화를 시계를 보고 확인할 수 있도록 하는 기술이 공지되어 있다. 그러나 상기 시계로부터 '자연적으로' 계절을 파악할 수는 없고, 단순히 시계의 "지시"에 의해 계절을 알게 될 뿐이다. 즉 상기 시계로부터 사용자의 위치와 계절의 관계, 사용자의 위치와 별자리와의 관계 등을 파악하기 어려운 단점이 있다. 미국특허 제4,731,767호("Timepiece Having a Star Display")는 황도(黃道; the ecliptic)가 표시되어 있는 회전하는 별판(star map disc)과, 별판의 일부를 보여주는 개구부(an opening for displaying a part of the star map)와 여명을 구분하는 창(a window having a function for discerning twilight)이 형성되어 있는 다이알(dial)이 상기 별판의 위에 포개져 있는 별시계를 개시하고 있다. 그러나 상기 시계는 태양 및 별의 출몰을 정확히 표현할 수 없고 천체 현상을 즉각적으로 파악하기에는 구조가 너무 복잡하다. 미국특허 제4,551,027호("Device for Determining Time of Sunrise and Sunset")에는 12시간 체계의 시계의 중심부에 각각 3개의 내부호형데이터부(inner arcuate data units)와 외부호형데이터부(outer arcuate data units) 등이 표시된 보조판(an auxiliary disc)이 장착된 시계가 개시되어 있다. 그러나 상기 시계는 별도의 지도와 연계된 복잡한 과정을 거쳐야만 태양의 출몰시간을 파악할 수 있다. 미국특허 제45,023,849호("Astronomic Timepiece and Disc Intended for Use Therein")에는 각각 <일출-일몰-태양의 고도>에 관한 정보가 있는, 동심원이면서 지름이 상이한 3개의 원형 띠(4 sectors)가 표시되어 있고, 상기 원형 띠는 다시 각각 12개로 구획되어 <일출-일몰-태양의 고도>의 변화를 보여주는 그림 또는 문자-숫자가 표시된 달판(月板; the month disc)이 장착된 태양정보 시계가 공지되어 있다. 그러나 상기 시계는 매우 복잡할 뿐 아니라 태양에 관한 정보를 정확히 파악하기 쉽지 않은 단점이 있다.

한편, 최근 10수년에 걸쳐 전자통신기술의 발달과 개인휴대용 통신기기의 보급이 급속도로 확대되고 있다. 따라서 종래 널리 알려진 기계식 시계(예를 들면 기계식 손목시계)나 시각을 숫자로 표시하거나 시침-분침 등을 액정에 표시하는 단순한 전자시계가 아닌 휴대용 통신기기나 컴퓨터에 프로그램적으로 존재하는 무형의 “디지털”시계가 요구되는 것이 현실이다.

또한 인간 욕구의 다양화, 고급화에 따라 지구-별-태양-달의 4자 관계를 자연현상 그대를 단순하게 표현하여, 사용자로 하여금 자신이 위치한 시공(時空)에서 천문현상을 시각적으로 자연스럽게 받아들일 수 있도록 하는 시계가 요청되고 있다. 즉, 시각과 천문현상을 숫자개념으로서가 아닌 눈과 몸으로 감각하여 인지할 수 있도록 하는 새로운 개념의 시계가 요청된다.

본 발명은 간편하게 즉시에 시각 및 계절별 별자리를 확인할 수 있는 천체시계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 간편하게 즉시에 시각 및 별의 출몰상황을 파악할 수 있는 천체시계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 간편하게 즉시에 시각 및 주간에 보이지 않는 별자리를 가상으로 볼 수 있는 천체시계를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 간편하게 즉시에 시각(時刻) 및 태양과 달의 위치를 파악할 수 있는 천체시계를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 간편하게 즉시에 시각 및 태양의 일출몰 시간을 예상할 수 있는 천체시계를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 간편하게 즉시에 시각 및 계절상황을 파악할 수 있는 천체시계를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시계는,

24시간에 360.99°회전하며, 적도좌표에 의한 천구북극 또는 천구남극이 중심에 위치하고 별자리가 표시되어 있는 별판과; 지구 특정 위도의 지평면과 천구가 교차하여 이루어지는 가상의 선으로서 상기 별판에 표시된 지평선과; 중심에 대하여 동일한 각도로 소정의 분할 눈금이 표시되어 있는 시계판과; 상기 별판의 중심을 축으로 하여 상기 별판의 회전방향과 동일한 방향으로 24시간에 360°회전하는 시각(時刻)지시부;를 포함하는 천체시계에 관한 것이다.

첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 천체시계를 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 위도 α인 지상의 지평면과 적도면을 공유하는 천구면을 보여주는 가상도이고, 도 2는 적도면을 수평으로 바라볼 때, 천구면에 나타나는 지평선을 보여주는 가상도이다. 도 3은 천구의 중심에서 천구북극을 바라볼 때, 천구면에 나타나는 지평선을 2차원상의 지평선(의 전부 또는 일부)으로 표시한 별판(별의 도시는 생략됨)이고, 도 4는 본 발명에 의한 천체시계의 일 실시예의 일부를 보여주는 도면이다. 도 5는 본 발명에 의한 천체시계를 세팅하는 과정의 예를 보여주는 흐름도, 도 6은 지리정보시스템과 연계되어 본 발명에 의한 천체시계가 자동으로 세팅되는 과정의 예를 보여주는 흐름도, 도 7은 본 발명에 의한 천체시계에서 별 또는 별자리 정보를 표시하는 과정의 예를 보여주는 흐름도이다. 도 8은 서울에서 적용된 본 발명에 의한 천체시계의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.

본 발명의 시계에서 상기 별판(10)은 천구북극(11) 또는 천구남극(11)이 중앙에 위치하고, 소정 적위의 별들이 별자리로 표시되어 있다. 이때 상기 별판(10)에는 천구상의 적위와 적경을 나타내는 동심원들 또는 중심을 관통하는 균일한 각도로 분할된 직선들이 표시될 수도 있다. 상기 동심원 및/또는 직선들에는 각각 해당하는 적위와 적경이 숫자나 기호로 표현되는 것도 가능하다. 이 경우, 별판(10)을 보는 것만으로 특정 별의 개략적인 적위와 적경을 판단할 수 있다. 적위가 (보통은 N90°, N80°....N10°, 0°, S10°....S80°, S90°처럼 10° 간격의 원으로) 표시되는 경우, 각 적위원(赤緯圓) 사이는 등간격인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 별판(10)의 회전 속도는 다음과 같은 계산에 의해 도출된다.

하루 동안 지구는 태양을 중심으로 평균 약 0.99°(= 360°÷365일) 공전한다. 그 동안 지구는 1회 자전하는데, 태양을 중심으로 보면 약 0.99°(보다 정밀한 계산에 의하면 0.9856°) 만큼 더 진행해야 1자전하게 된다. 그러므로 항성에 대해서 1자전하는 시간은 태양에 대하여 1자전하는 시간보다 약 3.9분(= 0.99°× 60분 ÷ 15°) 빠른 것이다. 따라서 밤하늘의 천체는 매일 약 3.9분씩 일찍 떠서 일찍 지게 된다. 이러한 계산에 의해 별판(10)의 회전속도는 24시간에 약 360.99°회전으로 정해진다.

본 발명에서 상기 지평선(20)은, 지구 특정 위도의 지평면과 천구면이 교차하여 이루어지는 가상의 선이 상기 별판(10)에 표시된 것이다. "지구 특정 위도의 지평면"과 관계되므로, 당연히 상기 지평선(20)은 지구상의 위도에 따라 달리 표시된다.

본 발명에서 상기 지평선(20)을 확정하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 도 1에서 볼 수 있듯이, 위도 α (그 위치에서 천구북극의 고도 α)인 지구 위치에서 지평면(21)을 확장하면 천구면(12)과 접하게 된다. 지평면(21)과 천구면(12)이 접하여 만들어지는 선이 별판(10)에 반영된 것이 지평선(20)이다. 이제 천구면(12)을 외부에서 바라볼 경우, 위도 α에 대응하는 지평선(20)은 도 2에서 볼 수 있듯이 천구북극(11)과 천구중심(=지구중심)(13)을 잇는 중심축선과 α의 각도로 천구상에 표시된다. 이를 다시 지구에서 바라보면 즉, 지평선(20)을 별판(10)에 나타내면 도 3과 같은 타원의 일부 또는 원으로 표시된다. 본 발명에서는, 3차원의 천구면(12)에 나타난 지평선(20)(도 2상의 지평선)을 2차원의 별판(10)에 표현(도 3상의 지평선)하기 위하여 천구면(12)의 적위 및 적경을 세분화하여 지평선 (20)이 지나는 다수의 적위-적경 쌍을 구한 다음 이를 별판(10)에 반영한 다음 이들을 연결하였다. 위도의 변화에 따른 별판(10)상의 지평선(20) 변화는 상기와 같은 방법을 프로그래밍화하여 자동 또는 수동으로 결정되도록 하는 것은 당업자에게 있어 용이한 일일 것이다. 도 3에 위도 α가 각각 90°, 60°, 37.5°, 30°일 경우의 지평선(20)(의 일부) 각각 N, A, B, C를 표시하였다.

본 발명의 별판(10)에서 천구북(남)극 및 천구북(남)극과 가장 가깝게 접근한 지평선(20) 점의 적위 차이가 그 위치의 위도이자 그 위치에서의 천구북(남)극(11)의 고도가 된다.

한편, 적도 또는 극이 아닌 지상에서는 지평선(20) 위 항상 보이면서 회전하는 주극성(週極星; circumpolar stars)과, 하루를 주기로 지평선(20)에서 떠올랐다가 지평선(20) 아래로 내려가는 출몰성(出沒星; equatorial stars)을 볼 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 시계의 별판(10)에는 이들 별이 모두 나타날 수 있도록, 필요에 따라 천구의 반 이상이 표현되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들어 천구북(남)극이 중심에 있는 경우 즉, 주로 지구상에서 북(남)반구에 위치한 지역에서 사용될 본 발명의 시계의 별판(10)의 경우 천구의 북(남)반구 이외에 적도면의 남(북)반구측의 소정 적위까지 평면적으로 표현되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 본 발명에 의한 시계가 사용되는 위치의 위도가 α인 경우, 천구북극이 중심에 있다면 최소한 <천구북위 90°∼ (α-90°)>의 범위가 평면적으로 표현되며, 천구남극(11)이 중심에 있다면 최소한 <(90°-α) ∼ 천구남위 90°>의 범위가 평면적 으로 표현된 것이 좋다. 더욱 구체적으로, 위도가 37.5°인 서울이라면 최소 -52.5°(= 37.5°-90°), 여유있게 적위 -60°까지 표현되도록 하는 것이 좋다. 참고로, 도 4에 도시된 본 발명에 의한 시계의 별판(10)에는 천구북위 90°∼ -30°까지 표현되어 있다.

본 발명의 시계에서 상기 시계판의 각 분할 눈금(31)은 최소한 24개인 것이 바람직하다. 각 분할 눈금 또는 눈금의 사이에 0 에서 24까지의 숫자, 또는 0 에서 12와 연속해서 1에서 11까지를 표시할 수 있으며, 오전오후를 나타내도록 0에서 12와 1에서 11까지를 서로 다른 색상으로 표시할 수 있다. 즉, 상기 시계판에는 중심에 대하여 동일한 각도로 24분할 시(時)눈금(31)을 표시할 수 있다.

본 발명에서 상기 시각(時刻)지시부(40)는 상기 별판(10)의 중심을 축으로 하여 상기 별판(10)의 회전방향과 동일한 방향으로 24시간에 360°회전하게 된다. 따라서, 본 발명의 시계에서 상기 시각지시부(40)의 움직임은 실제 태양의 움직임과 거의 동일하다. 이때 상기 시계판 분할눈금 사이에 필요에 따라 세분화된 분할선을 표시하여 시각지시부(40)만으로도 특정 시각의 시(時)와 분(分)을 정확히 판독하게 할 수도 있다. 또한 본 발명의 시계에는, 중심에 대하여 동일한 각도로 12분할 분(分)눈금이 표시되어 있고, 상기 별판(10)의 중심을 축으로 하여 1시간에 360°회전하는 분(分)지시부가 있어, 통상의 시계처럼 시침(시각지시부(40)) 및 분침(분지시부(41))이 작동하도록 할 수 있다. 물론 1분에 360°회전하는 초침(도시 생략)을 추가하는 것도 가능하다. 이때 상기 분눈금에는 편의에 따라 0, 10, 20, ..., 50의 숫자 또는 0, 15, 30, 45의 숫자를 표시하여 분을 나타낼 수 있다.

한편, 지구상 특정 지역의 시간은 그 지역의 경도와 관련이 있다. 그러나 어떤 지역은 그 지역의 경도가 아닌 타 지역의 경도를 기준으로 시간 체계를 정하는 경우도 있다. 이러한 지역이 경우, 실제 태양의 위치와 시각지시부(40)의 위치가 일치하지 않게 된다. 따라서, 상기 별판(10) 또는 상기 시계판에 24시간에 360°회전하는 태양지시부(도시 생략)를 설치하여 실제 태양의 위치가 정확하게 표현되도록 하는 것이 바람직하다. 당연히 현지의 경도에 정확히 대응하는 시간체계를 사용하는 지역의 경우, 상기 시각지시부(40)와 태양지시부는 일치하게 된다.

한편 달은 약 29.5일에 1회 지구를 중심으로 공전한다. 따라서 지구가 태양을 기준으로 1 자전하는 동안(즉, 1일 동안) 달은 지구의 자전방향으로 약 12.2°(= 360°÷ 29.5) 만큼 공전하게 되므로 지상에서의 달의 남중(南中)시각은 하루에 약 50분씩 늦어진다. 따라서 본 발명에 의한 시계의 별판(10) 또는 시계판에 24시간에 약 347.8°회전하는 달지시부(43)를 설치하여 사용자 입장에서 실제 달이 어디에 위치하며, 어떤 상태인지를 판단할 수 있도록 하는 것이 가능하다. 한편, 달의 위치는 자연현상에 따른 실제적인 위치가 있지만 음력(陰曆)에 따라 인식하기 좋도록 설정해 놓은 가상적인 위치가 있다. 예를 들면, 실제 달은 본 발명에 의한 시계에서 특정의 위치에 있지만, 음력에 의한 계산에 의하면 가상적인 달은 이보다 다소 전 또는 후에 위치하게 되는 것이다. 따라서 필요한 경우 실제 달과 가상의 달을 모두 표시할 수 있을 것이다. 또한 달의 위치를 나타내는 경우 동시에 음력날짜를 표시할 수 있는데, 이 경우 각 문화권을 선택하여 사용되는 날짜체계를 결정할 수 있다. 즉, 태음력(太陰曆, 이슬람역, 회교력)을 사용하는 이슬람문화권과 동양의 음력은 그 날짜체계가 다르므로 서로 다른 날짜를 선택할 수 있도록 하는 것이다. 음력날짜를 표현하는 위치는 임의의 곳이 될 수 있다.

또한 도면에는 도시하지 않았지만 본 발명에 의한 별판(10)의 해당 적위와 적경에 태양계 행성(行星; planets)을 표시할 수도 있다. 이 경우, 태양계의 행성은 천구상에서의 적위-적경(즉 위치)가 거의 변하지 않는 항성(恒星; fixed stars)과는 달리 태양을 중심으로 공전하고 있기 때문에 그 위치가 시시각각 변화한다. 따라서 천구상에서 이들 행성의 위치(적위-적경)은 지구(관찰자)의 자전공전-태양-행성의 공전 3자의 상호관계에 따라 프로그램되어 본 발명의 별판(10)에 표시될 수 있다. 프로그램화와는 별도로, 전문기관(예컨대, 한국천문연구원)에서 매년 발간되는 역서(曆書)를 참조하여 행성의 위치를 결정할 수도 있을 것이다. 이에 의해 관측하기 쉽지 않은 행성의 위치와 운동을 일반인이 용이하게 관측할 수 있게 된다.

지구가 서에서 동으로 자전하므로, 별, 태양, 달은 지구를 중심으로 볼 때 동쪽에서 떠서 서쪽으로 진다. 따라서 본 발명에 의한 시계에서 회전하는 각 요소들 중 별판(10), 태양지시부 및 달지시부(43)의 회전방향은 모두 반시계방향이다. 시각지시부(40)나 분지시부(41)의 회전방향은 임의로 결정하는 것이 가능하지만, 타 회전요소들과의 통일성을 위해 역시 반시계방향인 것이 바람직하다.

본 명세서에서 '시계방향' 및 '반시계방향'이란 각각 통상의 시계에서 시계침이 회전하는 방향 및 그 반대방향을 의미하는 것으로 한다. 또한 본 명세서에서 상기 별판(10)과 달지시부(43)의 회전속도는 비교적 간략하게 즉, 유효자릿수가 적게 표현되어 있지만, 필요한 경우 상세한 천문학적 데이터 및 수학식을 이용하여 매우 정교하게 결정하여 적용할 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 천체시계는, 전자 손목시계이거나, 휴대용 통신기기나 컴퓨터에 프로그램적으로 존재하는 무형의 “디지털”시계인 것이 바람직하지만, 휴대용이나 탁상용 또는 벽걸이용 시계 등과 같은 물리적인 형태를 가질 수도 있다. 본 발명에 의한 천체시계가 어떤 형태의 것일 지라도 본 발명에 의한 기술적 사상의 기초하에 시계의 작동과 운용에 요구되는 주변적인 구조나 장치(예컨대 조정장치, 입력장치 등)는 당업자라면 용이하게 준비할 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 천체시계는 다양한 회전요소들이 공존하고 있기 때문에 사용되는 위치에 따라 정확하게 세팅하는 것이 필요하다. 시계를 세팅하는 과정의 한 예를 도 5에 흐름도로 나타내었다. 먼저 사용하고자 하는 또는 관심갖는 지상의 위치(편의상 "현지"라 함)의 위도 정보가 본 발명의 시계에 자동 또는 수동으로 입력된다. 상기 정보가 입력되면 이를 기초로 별판(10)의 종류(위도가 남위인지 북위인지에 따라 천구남극 중심 또는 천구북극 중심의 별판을 결정) 및 별판(10)에 표현 될 적위의 범위(위도에 따라 어느 정도의 별이 표현되도록 할 것인가에 따라 정하여 짐)가 결정되고, 현지의 위도 정보에 따라 지평선(20)이 정하여 진다. 이어서 현지의 현재시각 정보가 자동 또는 수동으로 입력되면 시각정보에 대응하여 별판(10), 시각지시부(40), 분지시부(41), 태양지시부 및 달지시부(43)달지시부의 각위치(角位置)가 각각 현지의 위치 및 현지의 시각에 대응되도록 정하여지면서 시계의 작동이 시작된다.

본 발명의 시계가 위치확인시스템과 연계되어 있는 경우 상기 세팅과정이 자동으로 이루어질 수 있다. 도 6에 이러한 시스템의 예시적 구성을 간략하게 도시하였다. 유무선 통신수단이 탑재된 본 발명에 의한 천체시계가 지리정보시스템(GPS)에 현지의 위치정보 및 시각정보를 요청하면, GPS는 종래 알려진 다양한 방법, 예를 들면 위성과의 교신을 통해 위치정보 및 시각정보를 파악하여 천체시계로 발신한다. 이들 정보를 수신한 시계는 자동으로 세팅과정을 수행하게 된다. 경우에 따라서는 상기 GPS는 천체시계와 일체로 제작될 수도 있을 것이다. 이러한 시스템은 현지의 변경(즉 사용 지역이의 변경)에 따라 별도의 조작을 하지 않아도, 자동으로 이를 반영하므로 다른 지역을 여행할 경우에 유용하다.

실제 천구에는 너무나 많은 수의 별들이 존재하기 때문에 혼란의 방지를 위해, 본 발명에 의한 천체시계의 별판(10)에는 주요 별 및 별자리만이 도시되어 있는 것이 좋다. 이때 본 발명의 시계는 상기 주요 별 및 별자리에 관한 정보를 추가로 나타낼 수 있다. 별판의 공간상 한계(별판의 크기, 따라서 본 발명의 천체시계가 표현되는 매개체의 화면크기의 한계) 때문에 주요 별 및 별자리에 대한 명칭 등의 정보 를 별판에 모두 표시하기는 어렵다. 따라서 인터넷 프로그래밍 업계에서 널리 알려진 "풍선도움말(tool tip)" 기법을 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 커서 등과 같은 지시자가 별판 위를 이동하면, 커서로부터 소정의 거리 내에 있는 별 또는 별자리에 대해 풍선도움말 기법으로 그 명칭이 표시되며, 이중 특정 명칭이 선택되면 그 선택된 별 또는 별자리의 각종 정보 등이 또 다른 풍선도움말 형태로 표시되게 하는 것이다. 이 시스템의 경우, 별 또는 별자리의 각종 정보가 본 발명의 시계에 내장되어 있거나, 혹은 이들에 관한 (최신)정보를 보유하고 있는 인테넷 사이트의 관련정보와 링크되어 있어서, 별판 위의 별 또는 별자리를 지적(pointing)하면 선택된 별 또는 별자리에 관한 각종 정보(천문학적 정보, 전설이나 유래에 관한 정보 등)가 표시된다. 필요한 경우 표시된 주요 정보도 다른 정보와 링크시켜 더 깊이 있는 정보를 얻을 수 있는 네트워크를 제공하는 것도 가능하다. 별 또는 별자리의 지적(pointing)은 키보드를 사용한 입력방법이나 터치스크린, 또는 마우스의 클릭에 의한 것 등 적절한 입력 수단을 활용할 수 있다. 이러한 일련의 과정을 도 7에 개략적으로 도시하였다. 예컨대 커서가 별판의 특정 별 또는 별자리를 클릭하면, 내재된 프로그램에 의해 선택된 별 또는 별자리의 인덱스 정보가 추출되어 유무선 통신망을 통해 서버로 송신된다. 서버는 해당 별 또는 별자리에 관한 각종 정보를 추출하여 유무선 통신망을 통해 시계로 송신한다. 수신된 해당 별 또는 별자리의 각종 정보는 시계(화면)에 디스플레이된다. 이러한 시스템에 의해 사용자는 언제라도 간편하게 관심 갖는 별 또는 별자리에 대한 각종 정보를 실시간으로 간편하게 얻을 수 있게 된다. 이때 소통되는 정보는 사정에 따라 다양한 범주 의 것이 가능할 것이다.

위와 같이 별 또는 별자리 자체에 관한 정보 뿐 아니라 기타 다양한 정보가 디스플레이 되도록 할 수 있다. 예를 들면, 현지 또는 사용자가 관심갖는 지역의 과거(예를 들면, 1∼2일 전 정도), 현재 또는 미래(예를 들면, 1∼2일 후 정도)의 기상정보 내지는 하늘의 구름 분포 등이 디스플레이 되도록 하는 것도 좋다. 이에 의해 사용자는 현지 또는 다른 지역의 기상정보 등을 '자연스럽게' 인지할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 시계가 서울(북위 37。34', 동경 127。)에서 적용된 예를 도시한 것이다. 도면에서 볼 수 있듯이, 현재 서울의 시각은 오후 7시 16분 6초이고, 태양(42)이 막 서쪽 지평선 너머로 지고 있으며, 달(43)은 이미 동쪽 지평선 위로 떠올라 있음을 알 수 있다. 아직은 태양이 다 지지 않아서 대부분의 별들이 보이지 않겠지만 동쪽하늘 끝에서 별들이 희미하게 나타나기 시작할 것이라는 것을 예상할 수 있다. 태양(42)이 앞으로 약 반바퀴 더 회전하면 새벽이 될 것인데, 현재 태양의 적위와 동쪽 지평선이 만나는 점을 분석하면, 내일 태양이 뜨는 시각이 대략 오전 5시 20분 경임을 알 수 있다. 또한 태양(42)과 달(43)이 중심부(천구북극)을 중심으로 거의 반대편에 위치하고 있으므로 직감적으로 현재 달은 거의 보름달이며 동양식 음력날짜로 14일 내지 15일 경일 것이라는 것을 알 수 있다. 물론 달지시부(43)의 형태(거의 원형)로도 이를 파악할 수 있다.

도면에서는 천구 적위를 북위 10°까지만 표현하였지만, 필요하다면 적위의 범위를 더욱 넓게 하는 것은 당업자에게 있어 용이한 일일 것이다. 또한 도면의 별판(10)에는 가상의 적위원(赤緯圓)과 적경선(赤經線)이 도시되어 있으나, 필수적인 것은 아니다.

전술한 바와 같이 본 발명은 24시간에 360.99°회전하는 별판, 별판에 표시된 지평선, 분할 눈금이 표시되어 있는 시계판 및 24시간에 360°회전하는 시각(時刻)지시부를 포함하는 천체시계에 관한 것이다. 본 발명에 의한 천체시계에 의해 사용자는 매우 편리하고 용이하게 지구, 해, 달, 별 등의 상호관계 즉, 천문현상을 인식할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 의한 천체시계에 의해 사용자는 시각, 계절별 별자리, 별의 출몰상황, 주간에 보이지 않는 별자리, 태양과 달의 위치, 태양의 일출몰 시간 및 계절상황 등을 간편하게 즉시 파악할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 24시간에 360.99°회전하며, 적도좌표에 의한 천구북극 또는 천구남극이 중심에 위치해 있고, 별자리가 표시되어 있으며, 상기 천구북극이 중심에 있는 경우 <천구북위 90°∼(α-90°)>의 범위가 평면적으로 표현되고, 상기 천구남극이 중심에 있는 경우 <(90°-α)∼천구남위 90°>의 범위가 평면적으로 표현되는 별판;

   지구 특정 위도의 지평면과 천구면이 교차하여 이루어지는 가상의 선으로서 상기 별판에 표시되는 지평선;

   중심에 대하여 동일한 각도로 소정의 분할 눈금이 표시되어 있는 시계판;

   상기 별판의 중심을 축으로 하여 상기 별판의 회전방향과 동일한 방향으로 24시간에 360°회전하는 시각(時刻) 지시부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 천체시계.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 별판 또는 상기 시계판에 24시간에 360°회전하는 태양지시부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 천체시계.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 별판 또는 상기 시계판에 24시간에 347.8°회전하는 달지시부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 천체시계.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 별판에 소정 간격으로 적위 또는 적위 및 적경이 표시되어 있는 것을 특징으로 하는 천체시계.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 시계판에는 중심에 대하여 동일한 각도로 24분할 시(時)눈금과, 중심에 대하여 동일한 각도로 12분할 분(分)눈금이 표시되어 있고, 상기 별판의 중심을 축으로 하여 1시간에 360°회전하는 분(分)지시부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 천체시계.

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